一， 概述實(shí)習(xí)任務(wù)與目的
本次實(shí)習(xí)是了解基本工藝流程的基礎(chǔ)上能夠結(jié)合所學(xué)的知識(shí)，主要是對(duì)污水處理廠有一定的了解。
高碑店污水處理廠簡(jiǎn)介
北京排水集團(tuán)高碑店污水處理廠是北京市擬建的14座城市污水處理廠中規(guī)模最大的，也是目前全國(guó)規(guī)模最大的城市污水處理廠，承擔(dān)著市中心區(qū)及東部工業(yè)區(qū)總計(jì)9661公頃流域范圍內(nèi)的污水收集與治理任務(wù)，服務(wù)人口240萬(wàn)，廠區(qū)總占地68公頃，總處理規(guī)模為每日100萬(wàn)立方米，約占北京市目前污水總量40%。
高碑店污水處理廠是北京市建設(shè)的第一座大型污水處理廠，其設(shè)計(jì)規(guī)模為100萬(wàn)m3/d，按遠(yuǎn)景規(guī)劃，其最終規(guī)模為250萬(wàn)m3/d。該廠位于東郊高碑店村南，距舊城廣渠門約8km。雖然廠址地處市區(qū)邊緣，但水、電、交通等條件均甚便利。隨著工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高，污水量迅速增長(zhǎng)，使城區(qū)護(hù)城河嚴(yán)重污染，環(huán)境惡化。為了保護(hù)環(huán)境，治理水污染，50年代中期，按照城市總體規(guī)劃，確定了分流制排水原則，同時(shí)，開始修建污水截流管。這些截流管事實(shí)上也是分流制污水管系統(tǒng)的干管。1960年，本地區(qū)污水管網(wǎng)系統(tǒng)已基本形成，并在高碑店廠址建成一座為農(nóng)田灌溉服務(wù)的、臨時(shí)性的初級(jí)污水處理廠。25萬(wàn)m3/d污水經(jīng)格柵、沉砂、沉淀后送到農(nóng)田。這些措施暫時(shí)減輕了城區(qū)的污染問(wèn)題。進(jìn)入20世紀(jì)80年代以后，城市污水量迅速增加，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全系統(tǒng)下水道總長(zhǎng)已達(dá)530km，污水量達(dá)80萬(wàn)m3/d，占全市總排水量的40％，超出了現(xiàn)有排水設(shè)施的能力，迫切需要建設(shè)新的二級(jí)污水處理廠并完善截流管網(wǎng)。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的調(diào)查研究，并進(jìn)行了小型和中型試驗(yàn)，為新的高碑店污水二級(jí)處理廠的設(shè)計(jì)提供了堅(jiān)實(shí)可靠的依據(jù)。本工程分兩期建設(shè)，第一期50萬(wàn)m3/d于1993年完成投產(chǎn)，第二期50萬(wàn)m3/d已于1999年完成。
二，高碑店污水處理廠采用傳統(tǒng)活性污泥法二級(jí)處理工藝：一級(jí)處理包括格柵、泵房、曝氣沉砂池和矩形平流式沉淀池；二級(jí)處理采用空氣曝氣活性污泥法，經(jīng)處理后的水排至通惠河，對(duì)還清通惠河也具有重要的作用。污泥處理采用中溫兩級(jí)消化工藝，消化后經(jīng)脫水的泥餅外運(yùn)作為農(nóng)業(yè)和綠化的肥源。消化過(guò)程中產(chǎn)生的沼氣，用于發(fā)電可解決廠內(nèi)20％用電量。廠內(nèi)還有1萬(wàn)立方米/日的中水處理設(shè)施，處理后的水用于廠內(nèi)生產(chǎn)及綠化澆灌。
2工藝流程
1．一期污水工藝選擇
針對(duì)出水要求，通過(guò)試驗(yàn)研究，一期選用前置缺氧段推流式活性污泥法，延長(zhǎng)曝氣時(shí)間，使出水完全硝化。污泥處理采用兩級(jí)中溫消化工藝。沼氣用以發(fā)電。以補(bǔ)充能源。發(fā)電機(jī)的冷卻水、尾氣余熱、供消化池加熱。提高熱能回收率。回用水的深度處理考慮在二級(jí)處理基礎(chǔ)上，增加混凝、沉淀和砂慮兩種簡(jiǎn)單工藝，使出水水質(zhì)進(jìn)一步提高。
北京市高碑店污水處理廠工藝流程圖
1——污水泵房2——曝氣沉砂池3——初次沉淀池4——曝氣池
5——二次沉淀池6——接觸池7——污泥濃縮池8——污泥消化池
9——脫水機(jī)房10——?dú)夤?1——沼氣發(fā)電機(jī)
2．二期污水處理工藝選擇
污水處理工藝采用傳統(tǒng)活性污泥法二級(jí)處理工藝，分為兩個(gè)系列，每個(gè)系列為25萬(wàn)m3/d。其中一個(gè)系列采用前置缺氧段活性污泥法工藝，即在推流式曝氣池前設(shè)缺氧段（占生物處理池總?cè)莘e的1/12）其目的是改善污泥性質(zhì)，防止污泥膨脹。另一個(gè)系列采用缺氧好氧脫氮活性污泥法工藝，即在曝氣池進(jìn)口段設(shè)置1/6池長(zhǎng)作為脫氮池，后續(xù)1/6池長(zhǎng)作為可變段，并采用內(nèi)回流泵進(jìn)行曝氣池混合液內(nèi)循環(huán)，內(nèi)回流比為200％。本系列出水自成系統(tǒng)NH4+-N≤3mg/L，可直接作為工業(yè)冷卻水使用。
3．一期（二期）污泥處理工藝選擇
污泥處理工藝采用重力濃縮、中溫兩級(jí)消化后機(jī)械脫水工藝。消化過(guò)程產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)電。
二期消化池由原沼氣攪拌改為一級(jí)消化池?cái)嚢枰陨煳勰嗷旌蠟橹�，二�?jí)消化池?cái)嚢枰云聘≡鼮橹�；污泥加熱由原蒸汽間歇直接加熱改為熱交換器連續(xù)加熱；消化池上清夜用泵回送作為污泥管反沖洗用水，以防污泥管堵塞；沼氣發(fā)電機(jī)改為低氣壓進(jìn)氣方式，取消沼氣壓縮機(jī)層和球?qū)又袎嘿A氣罐。改進(jìn)后的二期污泥消化工程更加完善，操作簡(jiǎn)單，管理方便，安全可靠。
3廠區(qū)平面布置
高碑店污水處理廠是一座擁有30年歷史的老廠，由于原有構(gòu)筑物按臨時(shí)性設(shè)計(jì)，現(xiàn)已殘破不堪。除保留原有進(jìn)水泵房及試驗(yàn)場(chǎng)外，均被拆除，重新布置。全廠分為五個(gè)區(qū)：水處理區(qū)、泥處理區(qū)、中水處理區(qū)、試驗(yàn)場(chǎng)及管理區(qū)。各區(qū)之間用較寬的綠帶分隔以美化環(huán)境。廠區(qū)管網(wǎng)繁多，為節(jié)約用地并便利維修，設(shè)置了環(huán)狀通行式管廊。
4污水處理工藝過(guò)程（二期工程為例）
我們的主要任務(wù)是了解整體的工藝流程，并作以細(xì)致研究，包括產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題等。通過(guò)對(duì)工藝本身及其運(yùn)行效果提出問(wèn)題及發(fā)表自己的建議和看法。下面就逐一敘述。
Ø一級(jí)處理系統(tǒng)
1．格柵間
1.1概述
格柵的作用：用以截留較大的懸浮物或漂浮物，以便減輕后續(xù)處理構(gòu)筑物的處理負(fù)荷。高碑店污水處理廠格柵分為粗格柵和細(xì)格柵。粗格柵柵距為100mm，細(xì)格柵柵距為20mm。
1.2格柵工藝控制參數(shù)
1.2.1過(guò)柵流速
污水在柵前渠道內(nèi)的流速一般控制在0.4—0.8m/s，經(jīng)過(guò)格柵的流速一般控制在0.6—1.0m/s原因：過(guò)柵流速太大，將把本應(yīng)攔截下來(lái)的軟性柵渣沖走，降低格柵的工作效率；過(guò)柵流速太小，污水中粒徑較大的砂粒將有可能在柵前渠道內(nèi)沉積。
3．曝氣沉砂池
3.1概述
3.1.1原理
高碑店污水處理廠二期采用曝氣沉砂池工藝，其主要功能是去除大顆粒的砂粒和無(wú)機(jī)物，避免砂粒沉積和堵塞管道，減少機(jī)械設(shè)備的磨損。為了使分離出來(lái)的砂粒和無(wú)機(jī)物比較干凈，不帶走有機(jī)物，以提高進(jìn)水BOD濃度，高污二期采用曝氣沉砂池，它的原理是通過(guò)曝氣使污水產(chǎn)生豎向紊流，使水與大顆粒無(wú)機(jī)物產(chǎn)生摩擦，將黏附于砂粒表面的有機(jī)物洗下，砂粒沉降于池底的集砂槽，通過(guò)潛污泵將砂子吸走，在螺旋砂水分離器中將砂水分離，砂子運(yùn)走，分離出的污水進(jìn)入廠區(qū)污水管線。
4．初次沉淀池3.1概述
北京市高碑店污水處理廠二期采用的是平流式沉淀池，分三、四兩個(gè)系列，每系列六座初沉池，共12座，每座沉淀池的長(zhǎng)為75米，寬14米，池末端有效水深為2.5米，池底縱向坡度為0.005，每座沉淀池表面積A=1050m2；當(dāng)處理水量為50萬(wàn)m3/d時(shí)，其表面負(fù)荷為0.826m3/m2•h，初沉池水力停留時(shí)間為1.5小時(shí)。
初沉池上采用行車橋式刮泥機(jī)，配水渠道上防止污泥沉淀安裝有飛力攪拌器，初沉池管廊裝有六組螺桿泵組，每組螺桿泵組由一臺(tái)破碎機(jī)和兩臺(tái)螺桿泵組成，負(fù)責(zé)兩組初沉池的排泥，每組螺桿泵的運(yùn)行是間歇的，其運(yùn)行周期可在運(yùn)行中根據(jù)污泥濃度來(lái)控制。
初沉池的主要作用是a、去除50％～60％的SS；b、使污水BOD5降低25％～35％；c、去除漂浮物；d、均和水質(zhì)。
初沉池的工藝原理是將污水在池內(nèi)進(jìn)行初次沉淀，去除污水中部分SS和BOD，沉降于池底的污泥通過(guò)刮泥機(jī)的往復(fù)運(yùn)行，將刮至泥斗中，再經(jīng)螺桿泵組將污泥排至濃縮池，完成對(duì)污水的一級(jí)處理。
1.曝氣池1.1概述
曝氣池每個(gè)廊道的設(shè)計(jì)尺寸為長(zhǎng)96.2米，寬9.28米，有效水深6米，超高1.1米，當(dāng)運(yùn)行水量50萬(wàn)m3/d時(shí)，水力停留時(shí)間為9.25小時(shí)，其中三個(gè)廊道組成一組曝氣池，每組曝氣池的第一廊道的前1/2段為厭氧段，為防止污泥沉降，裝有2臺(tái)水下攪拌器（三系列為FlygtSR4430），厭氧段水下攪拌器共24臺(tái)：在回流渠內(nèi)為防止污泥沉降裝有FlygtSR4650水下攪拌器12臺(tái)。
根據(jù)曝氣池一、二、三廊道的供氣量不同，分別定出第一、二、三廊道對(duì)應(yīng)曝氣頭布置形式一、二、三，因此12組曝氣池的曝氣頭的分布如下：a.每池有三組形式一，每組有七條布?xì)夤�，每條布?xì)夤苡?7個(gè)曝氣頭，每池型式一有987個(gè)曝氣頭，12組曝氣頭型式一布置曝氣頭共11844個(gè)；b.每池有四組型式二，每組有七條布?xì)夤�，每條布?xì)夤苡?6個(gè)曝氣頭，每池型式二有1288個(gè)曝氣頭，12組曝氣池有型式二布置曝氣頭15456個(gè)，c.每池有四組型式三，每組有七條布?xì)夤�，每條布?xì)夤苡?6個(gè)曝氣頭，每池型式三有728個(gè)曝氣頭，12組曝氣池型式三布置的曝氣頭共8736個(gè)。
2.二次沉淀池
2.1概述
高污二期共設(shè)12座二沉池，二沉池為圓形，直徑50米，有效水深為4米，池底坡度為2％，二沉池表面積為1963平方米，運(yùn)行水量為為50萬(wàn)m3/d時(shí)，二沉池的水力停留時(shí)間為4.52小時(shí)。
二沉池設(shè)計(jì)為中心進(jìn)水，周邊出水幅流式二沉池。二沉池排泥采用靜壓式并輔助真空提升方式，提升污泥送至配水井，再經(jīng)配水井送至回流污泥泵房。
二沉池浮渣排除通過(guò)設(shè)在池面的浮渣浮渣漏斗排至池外浮渣井進(jìn)行去除。
每三座二沉池設(shè)一座配水井，三、四系列共四座配水井，每座配水井分四層具備四種功能：a.作為總進(jìn)水井，來(lái)自曝氣池的出水經(jīng)2000mm管直接進(jìn)入中心總進(jìn)水井。b.作為二沉池配水井，每座配水井將來(lái)水分配給本系列的三個(gè)二沉池。c.作為二沉池排泥井，二沉池的污泥排至配水井，再經(jīng)回流污泥管排至回流污泥泵房。d.作為二沉池出水井，二沉池出水排至配水井。再經(jīng)中水閘和退水閘分別流至中水管和退水管。
3.回流污泥系統(tǒng)和剩余污泥系統(tǒng)3.1概述
高污二期設(shè)三、四系列回流泵房各一座，每座回流泵房集泥并內(nèi)有FlygtPL7081/705、Q＝1m3/s，回流泵四臺(tái)及FlygtCP3127.180MT、Q＝0.05m3/s，剩余污泥泵3臺(tái)。
回流泵的作用是將二沉池中的活性污泥打回到曝氣池中去，以補(bǔ)充曝氣池中的污泥，防止污泥流失。
剩余污泥系統(tǒng)的作用是通過(guò)剩余污泥泵將剩余污泥排至初沉池配水渠，防止泥齡過(guò)高及污泥濃度過(guò)高，而使污泥活性降低。
4.內(nèi)回流系統(tǒng)4.1概述
高污二期四系列增加了內(nèi)回流系統(tǒng)，即在每組曝氣池末端各安裝一臺(tái)Flygtpp4680、Q＝1.17m3/s的內(nèi)回流泵，內(nèi)回流泵將曝氣池混合液由第三廊道末端抽升回第一廊道首端，延長(zhǎng)污水在曝氣池中的停留時(shí)間，其目的是通過(guò)微生物硝化和反硝化作用，增加脫氮功能，進(jìn)一步提高出水水質(zhì)。
10.污泥濃縮池
10.1概述
污泥處理費(fèi)用與其體積成正比，因此，污泥必須濃縮，減小體積以降低處理費(fèi)用。二次沉淀池排出的剩余活性污泥，含水率高，體積龐大，難以濃縮。設(shè)計(jì)將活性污泥送到初次沉淀池的進(jìn)水中，使其與生活污泥合并沉淀，然后將混合污泥（含水率預(yù)計(jì)97％）送入污泥濃縮池。參照英國(guó)水資源研究中心的研究成果，結(jié)合高碑店現(xiàn)場(chǎng)研究，選用新型升流式污泥重力濃縮池。試驗(yàn)成果表明，經(jīng)此種濃縮池出來(lái)的污泥體積減小了50％即含水率從97％降到94％。
重力污泥濃縮是將污泥顆粒中的一部分水從污泥中分理出來(lái)，污泥濃縮本質(zhì)上是一種沉淀工藝，屬壓縮沉淀。濃縮前，由于污泥濃度很高，顆粒之間彼此支撐。濃縮開始以后，在上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間隙中的水被積壓出界面，顆粒之間相互積壓的更加緊密。通過(guò)這種擁擠和壓縮過(guò)程，污泥濃度進(jìn)一步提高，從而實(shí)現(xiàn)污泥濃縮。
11.污泥消化池
11.1概述
采用兩級(jí)中溫消化工藝，兩級(jí)消化，是指污泥經(jīng)一級(jí)消化池后進(jìn)到二級(jí)消化池，其中，一級(jí)消化池既加熱又?jǐn)嚢�，二�?jí)消化池不加熱不攪拌，污泥消化的反應(yīng)主要在一級(jí)消化池進(jìn)行，二級(jí)消化池主要作為后濃縮池使用，二級(jí)消化池主要的作用是通過(guò)排上清液，降低消化污泥的含水率，以利后繼處理工藝污泥脫水的進(jìn)行。
甲烷菌是一類細(xì)菌的總稱，其中根據(jù)產(chǎn)氣溫度的特性，主要分為兩大類：嗜溫菌和嗜熱菌。中溫消化主要是控制溫度范圍在33～36℃，高溫消化主要控制在50～55℃的溫度范圍。國(guó)內(nèi)的污泥消化主要以中溫消化為主。因?yàn)榫S持高溫消化的能耗比較多。高碑店污水處理廠采用中溫消化，但2002～2003年度，曾進(jìn)行高溫消化的一些嘗試。此外還有常溫消化：15～25℃之間。但消化時(shí)間較長(zhǎng)。
Ø中水區(qū)
1.概述
高碑店污水處理廠二期工程設(shè)計(jì)了中水區(qū)，其日處理能力為10000m3/d，目的是將二沉池出水進(jìn)一步處理，去除部分BOD、COD、SS，使出水水質(zhì)進(jìn)一步提高，達(dá)到更高的要求，處理后的中水用于綠化、生產(chǎn)用水及景觀用水等，同時(shí)中水區(qū)也是城市污水深度處理的試驗(yàn)廠，為中水回用提供經(jīng)驗(yàn)。
中水區(qū)從工藝流程上看，主要包括中水泵房、加藥間、反映沉淀池、濾池、清水池五部分。中水區(qū)的工藝流程如下：
中水處理采用的是傳統(tǒng)水處理工藝，混凝—沉淀—過(guò)濾；二沉池出水經(jīng)提升泵提升至反應(yīng)沉淀池，在加藥間通過(guò)泵將藥抽入靜態(tài)混合器，使原水與藥充分混合，在反應(yīng)池中原水與藥進(jìn)一步混合，并形成大的絮體，到達(dá)沉淀池后，通過(guò)斜板使泥水分離，沉淀下來(lái)的污泥通過(guò)定時(shí)排泥排入廠區(qū)下水道，上清夜進(jìn)入濾池過(guò)濾，進(jìn)一步去除水中的SS；濾后水進(jìn)入清水池，并經(jīng)輸水泵送至各用水點(diǎn)。
中水區(qū)于2000年11月中旬已完全投入自動(dòng)化控制，大大提高了工作效率。
四，我的體會(huì)
這次的實(shí)習(xí)并沒(méi)有看到這么多的方面，只是在廠子里看了一個(gè)宣傳片，參觀了一下二次沉淀池吧應(yīng)該是，并且有一位工作人員一路的在介紹情況。主要是從網(wǎng)上查找的資料，但是看過(guò)資料后，對(duì)污水處理廠有了初步的認(rèn)識(shí)，當(dāng)今世界環(huán)境保護(hù)越來(lái)越重要，我認(rèn)為節(jié)水的關(guān)鍵在于人口素質(zhì)的提高和科技的進(jìn)步。只有每個(gè)人充分意識(shí)到水的珍貴，水的匱乏，水才能得到最充分的利用。只有科技水平上去了，我們才能減少生產(chǎn)用水，才能提高污水處理的效率。
